JP2017509789A - 穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents

穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法が提供される。本発明は、素地鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層が形成されている溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記素地鋼板は、重量%で、炭素(C):0.02〜0.08%、マンガン(Mn):1.3〜2.1%、シリコン(Si):0.3%以下(0%を除く)、クロム(Cr):1.0%以下(0%を除く)、リン(P):0.1%以下(0%を除く)、硫黄(S):0.01%以下(0%を除く)、窒素(N):0.01%以下(0%を除く)、アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.06%、モリブデン(Mo):0.2%以下(0%を除く)、ボロン(B):0.003%以下(0%を除く)、残部Fe及びその他不可避な不純物からなり、当該素地鋼板の微細組織は面積%で90%以上のフェライトと、残部のマルテンサイト及び下記関係式1により定義される3%以下のベイナイトからなり、素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以下である穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板に関する。

Description

本発明は穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板などの製造に関し、より詳細には、穴広げ性により優れ、自動車の外板パネル用などに好適に適用できる溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関する。
自動車の衝撃安定性の規制及び燃費効率が強調されるにつれて、自動車の車体の軽量化と高強度化を同時に満たすために高張力鋼が積極的に使用されており、このような傾向により、自動車の外板にも高強度鋼の適用が拡大されている。現在では、大体340MPa級の焼付硬化鋼が自動車の外板に適用されているが、一部の490MPa級の鋼板も適用されており、さらには590MPa級の鋼板に拡大される見通しである。
このように強度の増加した鋼板を外板に適用すると、軽量化及び耐デント性は向上するが、強度が増加するにつれて、加工時に成形性が悪くなるという短所がある。その上、加工部位によって、エッジ部分の穴広げ性(HER)が低い場合、しばしばクラックが発生する。そのため、顧客各社は、外板に高強度鋼を適用しながら、足りない加工性を補うために穴広げ性により優れた鋼板を求めている。また、自動車の外板として適用される鋼板は、何よりも優れた表面品質が求められるが、高強度を確保するために添加する硬化能元素で、且つ酸化性元素(例えばSi、Mnなど)によりめっき表面品質を確保することが困難である。
一方、自動車用に好適に適用するためには、優れた耐食性が要求される。そのため、従来から自動車用鋼板として耐食性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板が用いられてきた。このような鋼板は再結晶焼鈍及びめっきを同じラインで行う連続溶融亜鉛めっき設備により製造されるため、少ない費用で高耐食性の鋼板を製造することができる。また、溶融亜鉛めっき後に再加熱処理した合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、優れた耐食性とともに、溶接性や成形性にも優れており、広く使用されている。
従って、自動車の外板の軽量化及び加工性を向上させるために成形性に優れた高張力冷延鋼板の開発が求められており、それとともに、優れた耐食性、溶接性及び成形性を有する高張力溶融亜鉛めっき鋼板の開発も求められている。
このような高張力鋼板において加工性を向上させた従来技術としては特許文献1があり、特許文献1には、マルテンサイトを主体とする複合組織を有する鋼板が開示されており、加工性を向上させるために、組織内に粒径1〜100nmの微細なCu析出物を分散させた高張力鋼板の製造方法が提示されている。しかし、上記特許文献1は、微細なCu粒子を析出させるために、2〜5%の多量のCuを添加しなければならず、これによりCuから起因する赤熱脆性が発生する恐れがあり、製造費用が過度に上昇するという問題点がある。
特許文献2には、主相であるフェライト、2相である残留オーステナイト及び低温変態相であるベイナイトとマルテンサイトを含む複合組織鋼板と、上記鋼板の延性と伸びフランジ性を改善する方法が開示されている。しかし、上記特許文献2には、残留オーステナイト相を確保するために、多量のSiとAlを添加するため、めっき品質が確保し難く、製鋼及び連鋳時に表面品質を確保することが困難である。また、変態誘起塑性により初期YS値が高くて降伏比が高い。
特許文献3は、加工性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板を提供するための技術であって、微細組織として軟質のフェライトと硬質のマルテンサイトを複合的に含む鋼板と、その伸び率及びr値(Lankford value)を改善するための製造方法が開示されている。しかし、この技術は、多量のSiを添加するため、優れためっき品質を確保することが困難である上、多量のTiとMoを添加することにより、製造原価が上昇する。
日本公開特許公報第2005−264176号 日本公開特許公報第2004−292891号 韓国公開特許公報第2002−0073564号
従って、本発明は、上述した従来技術の限界を克服するためのものであり、鋼の組成成分及び製造工程を最適化して穴広げ性に優れた、引張強度450〜650MPaの自動車外板用鋼板に適する溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することをその目的とする。
また、本発明は、上記溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供することをその目的とする。
しかし、本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されるものではなく、言及されていない他の課題は以下の記載から当業者には明確に理解できるだろう。
上記目的を達成するための本発明は、素地鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層が形成されている溶融亜鉛めっき鋼板であって、上記素地鋼板は、重量%で、炭素(C):0.02〜0.08%、マンガン(Mn):1.3〜2.1%、シリコン(Si):0.3%以下(0%を除く)、クロム(Cr):1.0%以下(0%は除く)、リン(P):0.1%以下(0%を除く)、硫黄(S):0.01%以下(0%を除く)、窒素(N):0.01%以下(0%を除く)、アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.06%、モリブデン(Mo):0.2%以下(0%を除く)、ボロン(B):0.003%以下(0%を除く)、残部Fe及びその他不可避な不純物からなり、当該素地鋼板の微細組織は面積%で90%以上のフェライトと、残部のマルテンサイト及び下記関係式1によって定義される3%以下のベイナイトからなり、素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以下である穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。
[関係式1]
B(%)={BA/(FA+MA+BA)}×100
(ここで、FA:フェライトの占有面積、BA:ベイナイトの占有面積、MA:マルテンサイトの占有面積を示す。)
本発明では、上記素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織におけるマルテンサイトの面積率(c)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイトの面積率(d)との比率(c/d)が0.8以下であることが好ましい。
また、上記素地鋼板の表層部の平均10μm以内のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(e)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(f)との比率(e/f)が0.95以下であることが好ましい。
さらに、上記素地鋼板の表層部の平均10μm以内のフェライト結晶粒の大きさ(g)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のフェライト結晶粒の大きさ(h)との比率(g/h)が1.2以上であることが好ましい。
また、本発明は、上記溶融亜鉛めっき層に合金化処理を施すことで製造される穴広げ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。
また、本発明は、上述した鋼の組成成分を有する鋼スラブを設けた後、これを再加熱する工程と、上記再加熱した鋼スラブをAr3+50℃〜950℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延した後、450〜700℃で巻取する工程と、上記巻取した熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延し、その後、炉内雰囲気中の水素分圧の対数log(PH2O/PH2)を−4.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.0に制御しながら、上記冷延鋼板を560℃〜680℃の温度範囲まで4℃/s以上の平均昇温速度で1次昇温してから、760℃〜850℃の温度範囲まで2℃/s以下の平均昇温速度で2次昇温する連続焼鈍する工程と、上記連続焼鈍した鋼板を630〜670℃の温度範囲まで2〜8℃/sの平均冷却速度で1次冷却してから、Ms+20℃〜Ms+50℃の温度範囲まで3〜10℃/sの平均冷却速度で2次冷却する工程と、上記2次冷却した鋼板を440〜480℃の温度範囲で溶融亜鉛めっき処理した後、Ms−100℃以下の温度まで4℃/s以上の平均冷却速度で冷却する工程と、を含む、穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
また、本発明は、上述した鋼の組成成分を有する鋼スラブを設けた後、これを再加熱する工程と、上記再加熱した鋼スラブをAr3+50℃〜950℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延した後、450〜700℃で巻取する工程と、上記巻取した熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延し、その後、炉内雰囲気中の水素分圧の対数log(PH2O/PH2)を−4.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.0に制御しながら、上記冷延鋼板を560℃〜680℃の温度範囲まで4℃/s以上の平均昇温速度で1次昇温してから、760℃〜850℃の温度範囲まで2℃/s以下の平均昇温速度で2次昇温する連続焼鈍する工程と、上記連続焼鈍した鋼板を630〜670℃の温度範囲まで2〜8℃/sの平均冷却速度で1次冷却してから、Ms+20℃〜Ms+50℃の温度範囲まで3〜10℃/sの平均冷却速度で2次冷却する工程と、上記2次冷却した鋼板を440〜480℃の温度範囲で溶融亜鉛めっき処理をしてから合金化熱処理を行い、次いでMs−100℃以下の温度まで4℃/s以上の平均冷却速度で冷却する工程と、を含む、穴広げ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
上記溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その微細組織が面積%で90%以上のフェライトと、残部のマルテンサイト及び下記関係式1によって定義される3%以下のベイナイトからなり、その表層部の平均10μm以内の基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以下であることが好ましい。
[関係式1]
B(%)={BA/(FA+MA+BA)}×100
(ここで、FA:フェライトの占有面積、BA:ベイナイトの占有面積、MA:マルテンサイトの占有面積を示す。)
本発明の溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その表層部の平均10μm以内の基地組織におけるマルテンサイトの面積率(c)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイトの面積率(d)との比率(c/d)が0.8以下であることが好ましい。
また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その表層部の平均10μm以内のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(e)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(f)との比率(e/f)が0.95以下であることが好ましい。
また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その表層部の平均10μm以内のフェライト結晶粒の大きさ(g)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のフェライト結晶粒の大きさ(h)との比率(g/h)が1.2以上であることが好ましい。
また、上記水素分圧の対数log(PH2O/PH2)が−3.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.5を満たすことが好ましい。
上述した構成の本発明は、強度と穴広げ性にともに優れる溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することができるため、高加工性が求められる自動車外板用に適する。
本発明の一実施形態による溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板の表層部と1/4t地点のC、Mn濃度比を示すグラフである。 本発明の一実施形態による溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板の表層部と中心部(1/4t)のC、Mn濃度比(TEM)を示すグラフである。 本発明の一実施形態による溶融亜鉛めっき鋼板におけるめっき層及び素地鋼板の組織を示すSEM写真である。 本発明の一実施形態による溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板の表層部と中心部(1/4t)地点のマルテンサイト相内のC、Mn濃度比を示すグラフである。
本発明者らは、自動車外板用に適するように強度及び穴広げ性を同時に確保して成形性に優れた鋼板を提供すべく鋭意研究した結果、合金設計と製造条件を最適化することによって意図する物性を満たす複合組織鋼板を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の穴広げ性(HER)に優れた溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板について詳細に説明する。
本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は、重量%で、炭素(C):0.02〜0.08%、マンガン(Mn):1.3〜2.1%、シリコン(Si):0.3%以下(0%を除く)、クロム(Cr):1.0%以下(0%を除く)、リン(P):0.1%以下(0%を除く)、硫黄(S):0.01%以下(0%を除く)、窒素(N):0.01%以下(0%を除く)、酸可溶アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.06%、モリブデン(Mo):0.2%以下(0%を除く)、ボロン(B):0.003%以下(0%を除く)、残部Fe及びその他不可避な不純物からなる。
以下では、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金成分を上記のように制限する理由について詳細に説明する。このとき、特に言及しない限り、各成分の含量は全て重量%を意味する。
C:0.02〜0.08%
炭素(C)は複合組織を有する鋼板の製造に重要な成分であって、2相組織のうちの一つであるマルテンサイトを形成させて強度を確保するのに有利な元素である。通常、Cの含量が増加するほど、マルテンサイトの形成が容易で、複合組織鋼の製造に有利であるが、意図する強度及び降伏比(YS/TS)を制御するためには、適正水準の含量に制御する必要がある。
特に、Cの含量が増加するほど、焼鈍後の冷却時にベイナイト変態が同時に行われて鋼の降伏比を上昇させる傾向がある。本発明では、可能な限りベイナイトの形成を最小化し、適正水準のマルテンサイトを形成して目的とする材質特性を確保することが重要である。
よって、Cの含量を0.02%以上に制御することが好ましい。Cの含量が0.02%未満では、本発明で目標とする450MPa級の強度が確保し難くなり、適正水準のマルテンサイトを形成することが困難である。一方、その含量が0.08%を超えると、焼鈍後の冷却時に粒界ベイナイトの形成が促進されて降伏強度が上昇するに伴って、降伏比(YS/TS)が高くなり、自動車部品の加工時に、曲げ及び表面欠陥が容易に発生するという問題がある。従って、本発明では、Cの含量を0.02〜0.08%に制御することが好ましく、適正な強度を確保するためには、Cの含量が0.03〜0.06%であることがより好ましい。
Mn:1.3〜2.1%
マンガン(Mn)は複合組織を有する鋼板において硬化能を向上させる元素で、特にマルテンサイトを形成するのに重要な元素である。既存の固溶強化鋼では、固溶強化効果により強度上昇に有効で、鋼中に不可避に添加されるSをMnSとして析出させて、熱間圧延時のSによる板破断の発生及び高温脆化現象を抑制させる重要な役割を果たす。
本発明では、このようなMnを1.3%以上添加することが好ましく、その含量が1.3%未満ではマルテンサイトを形成することができず複合組織鋼を製造することが困難であり、2.1%を超えると、マルテンサイトが過剰に形成されて材質が不安定で、組織内にMn−Band(Mn酸化物の帯)が形成されて加工クラック及び板破断が発生する恐れが高くなる。また、焼鈍時にMn酸化物が表面に溶出されてめっき性を大きく阻害する。従って、本発明では、Mnの含量を1.3〜2.1%に制限することが好ましく、1.4〜1.8%に制限することがより好ましい。
Cr:1.0%以下(0%を除く)
クロム(Cr)は上述したMnと類似する特性を有するもので、鋼の硬化能を向上させ、高強度を確保するために添加される元素である。このようなCrはマルテンサイトの形成に有効で、熱間圧延過程でCr23のような粗大なCr系炭化物を形成して鋼中の固溶C量を適正水準以下に析出させることにより、降伏点伸び(YP−El)の発生を抑制するため、降伏比の低い複合組織鋼の製造に有利な元素である。また、強度上昇に対する伸び率の低下を最小化して高延性を有する複合組織鋼の製造にも有利である。
本発明において、上記Crは硬化能を向上させてマルテンサイトの形成を容易にするが、その含量が1.0%を超えると、マルテンサイトの形成比率を過度に増加させて、強度及び伸び率を低下させるという問題がある。従って、本発明では、Crの含量を1.0%以下に制限することが好ましく、製造上不可避に添加される量を考慮して0%は除く。
Si:0.3%以下(0%を除く)
通常、シリコン(Si)は、焼鈍冷却時に残留オーステナイトを適正水準形成させて伸び率の向上に大きく寄与する元素であるが、Cの含量が0.6%程度に高いときにその特性を発揮する。また、上記Siは固溶強化効果により鋼の強度を向上させる役割をするが、適正水準以上では溶融亜鉛めっき鋼板の表面特性を向上させると知られている。
本発明では、このようなSiの含量を0.3%以下(0%を除く)に制限するが、これは強度の確保及び伸び率を改善するためである。但し、上記Siを添加しなくても物性の確保には大して問題ないが、製造上不可避に添加される量を考慮して0%を除く。Siの含量が0.3%を超えると、めっき表面特性が劣り、複合組織鋼を形成するのに殆ど効果がない。
P:0.1%以下(0%を除く)
鋼中のリン(P)は成形性を大きく害することなく強度を確保するのに最も有利な元素であるが、過剰に添加すると、脆性破壊の発生の可能性が大きく増加して、熱間圧延中にスラブの板破断が発生する可能性が増加し、めっき表面特性を阻害する元素として作用する問題がある。
従って、本発明では、このようなPの含量を最大0.1%に制限するが、不可避に添加される量を考慮して0%は除く。
S:0.01%以下(0%を除く)
硫黄(S)は鋼中の不純物元素で、不可避に添加される元素であり、できる限り低く管理することが重要である。特に、鋼中のSは赤熱脆性の発生の可能性を上げるため、その含量を0.01%以下に制御することが好ましい。但し、製造過程中に不可避に添加される量を考慮して0%は除く。
N:0.01%以下(0%を除く)
窒素(N)は鋼中の不純物元素で、不可避に添加される元素である。このようなNはできる限り低く管理することが重要であるが、そのためには鋼の精錬費用が急激に上昇するという問題があるため、操業条件が可能な範囲である0.01%以下に制御することが好ましい。但し、不可避に添加される量を考慮して0%は除く。
sol.Al:0.02〜0.06%
酸可溶アルミニウム(sol.Al)は、鋼の粒度微細化と脱酸のために添加される元素で、その含量が0.02%未満では、通常の安定した状態でアルミニウムキルド(Al killed)鋼を製造することができず、その含量が0.06%を超えると、結晶粒の微細化効果により強度の上昇には有利であるが、製鋼連鋳時に介在物が過度に形成されて溶融亜鉛めっき鋼板の表面不良が発生する可能性が高くなるだけでなく、製造原価が上昇する問題がある。従って、本発明では、sol.Alの含量を0.02〜0.06%に制御することが好ましい。
Mo:0.2%以下(0%を除く)
モリブデン(Mo)は、オーステナイトのパーライトへの変態を遅延させるとともに、フェライトの微細化及び強度向上のために添加する元素である。このようなMoは、鋼の硬化能を向上させ、マルテンサイトを結晶粒界(grainboundary)に微細に形成させて降伏比を制御することができる。但し、高価の元素であり、その含量が高くなるほど、製造上不利になるため、その含量を適切に制御することが好ましい。
上述した効果を得るためには最大0.2%添加することが好ましく、上記Moの含量が0.2%を超えると、合金原価が急激に上昇して経済性が低下し、また、鋼の延性も低下する。本発明におけるMoの最適な量は0.05%であるが、添加しなくても目的とする物性の確保には問題ない。但し、製造過程中に不可避に添加される量を考慮して0%は除く。
B:0.003%以下(0%を除く)
鋼中のボロン(B)は、Pの添加による二次加工脆性を防止するために添加する元素である。このようなBの含量が0.003%を超えると、伸び率が低下する問題があるため、上記Bの含量を0.003%以下に制御する。このとき、不可避に添加される量を考慮して0%は除く。
本発明の鋼板は、上記成分以外にも、残部Fe及びその他不可避な不純物を含んでもよい。
上述した成分組成を満たす本発明の溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、その素地鋼板の微細組織として主相フェライトと残部マルテンサイトを含むことが好ましく、このとき、ベイナイトを一部含んでもよいが、ベイナイトの量はできる限り最小にするか、無いことが好ましい。従って、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、微細組織が面積%で90%以上のフェライトと、残部のマルテンサイト及び関係式1によって定義される3%以下のベイナイト(B)からなることが好ましい。
このとき、素地鋼板の全厚(t)を基準として、1/4t地点において、フェライトの分率が面積%で90%以上であり、残部のマルテンサイト及びベイナイトを含む2相組織の分率が1〜10%を満たすことが好ましい。上記2相組織の分率が1%未満では、複合組織鋼を形成することが困難であるため、降伏比の低い鋼板を得ることが困難で、10%を超えると、強度が高くなり過ぎて所望する加工性を確保することが困難である。
本発明者の実験結果によると、素地鋼板の1/4t地点におけるより好ましいマルテンサイト組織の分率は2〜5%であり、これは微細マルテンサイトの含量を最適に制御して、降伏比に優れ、延性を確保するのに最適な条件である。さらに下記関係式1に示されたように、ベイナイトは無くても構わないが、やむを得ずに形成される場合には3%以下であることが好ましい。3%を超えると、ベイナイト周辺のC濃度が増加して延性を劣らせ、降伏比を上昇させるため、本発明には適さない。
[関係式1]
B(%)={BA/(FA+MA+BA)}×100
(ここで、FA:フェライトの占有面積、BA:ベイナイトの占有面積、MA:マルテンサイトの占有面積を示す。)
本発明では、全体の2相組織のうちベイナイトの面積比を低く制御することが重要である。これは、マルテンサイトよりベイナイト粒内の固溶元素であるCとNが容易に電位に固着されて電位の移動を妨害し、不連続的な降伏挙動を示して、降伏比を大幅に増加させるためである。
従って、全体の2相組織のうちベイナイトの面積比が3%以下であれば、調質圧延前の降伏比を0.57以下に管理することができ、その後、調質圧延を行うことにより、適正水準の降伏比に制御することができる。一方、上記ベイナイトの面積比が3%を超えると、調質圧延前の降伏比が0.57を超えるようになり、低降伏比型複合組織鋼板を製造することが困難で、延性が低下するという問題がある。
また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は、素地鋼板の表層部の平均10μm以内のフェライトと第2相からなる全ての基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の全ての基地組織内のC+Mn濃度(b)の比率(a/b)が0.7以下であることが好ましい。
これは、より優れた穴広げ性(HER)を有する複合組織鋼を製造する方法で、自動車用加工品の形状が次第に複雑化しながら、加工エッジ部の穴広げ性が足りずしばしば加工クラックが発生する。これは、クラックが鋼板の表層部から中心部に発達して行くためであり、本発明者の研究結果によると、素地鋼板の表層部と1/4t地点におけるC+Mnの濃度比を適正に制御すると、上述した亀裂伝播を抑制して穴広げ性が改善できることが分かった。
素地鋼板の表層部の平均10μm以内のフェライトと第2相からなる全ての基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の全ての基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以下であることが好ましく、上記比率が低いほど、穴広げ性は改善し、その下限値は制限しない。しかし、その比率(a/b)が0.7を超えると、穴広げ性が大きく改善しないため、その上限を制限する。
また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織におけるマルテンサイトの分率(c)と1/4t地点のマルテンサイトの分率(d)との比率(c/d)が0.8以下であることが好ましい。これも、表層部のマルテンサイトの形成をできる限り抑制して穴広げ性を改善するためであり、マルテンサイトの量が少ないほど、フェライトとマルテンサイトの硬さの偏差が改善されて表層部の穴広げ性が改善される。この場合も、その下限値は制限しない。但し、上記比率(c/d)が0.8を超えると、鋼板の表層部と1/4t地点におけるマルテンサイトの形成比率が大して変わらないため、穴広げ性の改善効果がない可能性がある。
さらに、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、素地鋼板の表層部の平均10μm以内のマルテンサイト相内におけるC+Mnの濃度(e)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイト相内におけるC+Mnの濃度(f)との比率(e/f)を0.95以下に制御することが好ましい。これも、マルテンサイト相内のC+Mn濃度比をできる限り下げることで、表層部でのマルテンサイト相の硬さをできる限り下げ、これによって基地組織であるフェライトとの硬さの偏差を低減させて穴広げ性を改善するためである。しかし、上記比率(e/f)が0.95を超えると、中心部と1/4t地点とのマルテンサイト相の硬さの差がなくて穴広げ性の改善効果が少ない。
一方、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、素地鋼板の表層部の平均10μm以内のフェライト結晶粒の大きさ(g)と1/4t地点のフェライト結晶粒の大きさ(h)との比率(g/h)を1.2以上に制御することがより好ましい。これは、表層部の脱炭反応によるCの減少によってフェライト結晶粒が粗大化することにより、表層部の延性を向上させて穴広げ性を改善させる。しかし、その比率(g/h)が1.2未満では、素地鋼板の厚さ1/4t地点と比較して、結晶粒の大きさが類似して穴広げ性の改善効果がなくなる。
上述したように、本発明では、表層部のフェライトをできる限り粗大化することによる材質軟化と、全ての基地組織(F+M)内のC+Mn濃度比、特に、マルテンサイト相内でのC+Mn濃度比を適正に制御することにより、鋼板の表層部の相間(フェライト、マルテンサイト)の硬さの偏差を減少させて、優れた穴広げ性を提供することができる。
以下では、本発明の穴広げ性に優れ、低降伏比を有する溶融亜鉛めっき鋼板ないし合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について詳細に説明する。
まず、本発明では、上述したような鋼の組成成分を有する鋼スラブを設けた後、これを再加熱する。当該再加熱工程は、後続する熱間圧延工程を円滑に行い、目的とする鋼板の物性を十分に得るために行われる。本発明では、このような再加熱の条件は特に制限されず、通常の条件であればよい。例えば、1100〜1300℃の温度範囲で再加熱工程を行うことができる。
次いで、本発明では、上記再加熱した鋼スラブをAr3+50℃〜950℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延する。このとき、本発明では、上記再加熱した鋼スラブを下記関係式2により定義されるAr3+50℃〜950℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延することが好ましい。仕上げ熱間圧延はオーステナイト系単相域で行うことが有利である。これは、オーステナイト単相域で仕上げ圧延を行うため、基本的に単相結晶粒で構成される組織でより均一な変形を加えて組織内の均一性を増加させることができるためである。一方、仕上げ熱間圧延温度がAr3+50℃未満では、フェライト+オーステナイトの2相域での圧延可能性が高くて材質の不均一性をもたらすことがある。また、950℃を超えると、高温圧延によって異常な粗大粒が形成されて材質の不均一が発生するため、熱延冷却時にコイルの歪み現象が発生する恐れがある。
[関係式2]
Ar3=910−310*C−80*Mn−20*Cu−15*Cr−55*Ni−80*Mo
(ここで、Ar3:理論式の温度)
そして、本発明では、上記仕上げ熱間圧延した熱延板を450〜700℃で巻取する。このとき、巻取温度が450℃未満では、過度なマルテンサイトまたはベイナイトが生成されて熱延鋼板の強度が過度に上昇して、後続する冷間圧延時に負荷による形状不良などの問題が発生する恐れがある。一方、巻取温度が700℃を超えると、鋼中のSi、Mn、Bなどの溶融亜鉛めっきの濡れ性を低下させる元素によって表面濃化が酷くなる。従って、巻取温度を450〜700℃に制御することが好ましい。それから、上記巻取した熱延板は、通常の条件で酸洗い処理することができる。
次に、本発明では、上記巻取した熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延する。上記冷間圧延時には40〜80%の圧下率で実施することが好ましい。冷間圧下率が40%未満では、目標とする厚さを確保することが困難で、鋼板の形状矯正が困難であり、80%を超えると、鋼板のエッジ(edge)部でクラックが発生する可能性が高く、冷間圧延時に負荷がかかるという問題がある。
次いで、本発明では、炉内雰囲気中の水素分圧の対数log(PH2O/PH2)を−4.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.0に制御しながら、上記冷延鋼板を560℃〜680℃の温度範囲まで4℃/s以上の平均昇温速度で1次昇温してから、760℃〜850℃の温度範囲まで2℃/s以下の平均昇温速度で2次昇温する連続焼鈍工程を行う。
本発明における連続焼鈍工程は、例えば、連続焼鈍炉または合金化めっき連続炉で行うが、素地鋼板の表層部の脱炭反応が十分に行われるように、昇温温度、昇温速度及び炉内の水素分圧を管理することが重要である。即ち、焼鈍温度別に昇温速度を管理して、できる限り表層部の脱炭反応を増加させる。
具体的には、本発明では、上記冷延鋼板を560℃〜680℃の温度範囲まで4℃/s以上の平均昇温速度で1次昇温する。これは生産性及び脱炭反応の面において最適の条件である。上記1次昇温温度が560℃未満では、昇温速度が遅くても組織内のCの活動度が低くて十分に脱炭反応が行われず、低い温度で昇温速度を上げても生産性には役立たない。一方、680℃を超えると、表層部の脱炭反応の側面では有利であるが、上述した昇温速度4℃/s以上での脱炭反応が十分に起きない恐れがある。
一方、生産性の側面では、上記1次昇温速度が高いほど有利であるため、その上限は限定しないが、その下限が4℃/s未満では、生産性が低くて経済性が良くない。
本発明において、上記1次昇温の温度範囲及び昇温速度は、後続する2次昇温工程における焼鈍時の脱炭反応及び生産性の向上のために急速加熱と設定した。
続いて、本発明では、上記1次昇温した冷延鋼板を760℃〜850℃の温度範囲まで2℃/s以下の平均昇温速度で2次昇温する。上記2次昇温工程は、再結晶すると同時にフェライトとオーステナイトを形成し、炭素を分配するためのものである。このとき、温度が760℃未満では、十分な再結晶が行われないだけでなく、十分なオーステナイトを形成することが困難であり、本発明で意図する強度が確保しにくい。一方、850℃を超えると、生産性が低下し、オーステナイトが過度に生成されて、冷却後にベイナイトが含まれて延性が低下する問題がある。
従って、それを考慮して、本発明では、上記2次昇温の温度範囲を760〜850℃に制御して焼鈍中の表層部の脱炭時間を十分に確保することが好ましい。より好ましくは、770〜810℃の温度範囲で2次昇温することである。本温度区間は、全て2相域(フェライト+オーステナイト)の温度区間であるが、可能な限りフェライト領域が多く含まれた温度で行うことが好ましい。2相域焼鈍温度で初期フェライトが多いほど、焼鈍後の結晶粒の成長が容易であり、延性に優れる。また、オーステナイト内のC濃化度が増加してマルテンサイト開始温度(Ms)を下げることで、後続するめっき浴での溶融亜鉛めっき処理後の最終冷却時にマルテンサイトの形成を可能にし、それにより微細、且つ均一なマルテンサイトが結晶粒に多く分布して、延性及び低降伏比に優れた鋼板を製造することができる。上記2次昇温の温度範囲が低いほど、フェライト内のCはオーステナイトへの拡散に有利(オーステナイト内のC飽和度がフェライトより高い)で、C濃化度のより高いオーステナイト含量が多いほど、微細なマルテンサイトが形成されやすく、最終的に延性の高い鋼を製造することができる。
本発明において、上記2次昇温は760℃〜850℃の温度範囲まで2℃/s以下に昇温するが、これは焼鈍中の表層部の脱炭時間を十分に確保するためである。昇温速度が2℃/sを超えると、速度が速くて十分に脱炭反応が起きないため、その上限を2℃/s以下に制限することが好ましい。
一方、本発明で上述した1次昇温と2次昇温からなる連続焼鈍工程において、炉内の雰囲気中、水素分圧の対数をlog(PH2O/PH2)を−4.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.0に管理することが好ましく、これは連続焼鈍中の表層部の脱炭反応を十分に確保するためである。より好ましくは、上記水素分圧の対数log(PH2O/PH2)を−3.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.5に制御することである。このような条件で炉内の酸素(O)雰囲気を制御することにより、鋼板の表層部のCと反応して脱炭反応を促進させることができる。上記水素分圧の対数が−4未満では、炉内の酸素(O)量が足りずにCと反応する十分なOが足りなくなり十分な脱炭反応が起きず、その値が−2.0を超えると、高すぎる炉内の酸素により脱炭反応に有利であるが、素地鋼板内にあるSi、Mnなどが酸化物とも同時に反応して表層に浸漬して合金化を遅延させ、化成処理性にも問題を引き起こしてめっき表面特性を悪くする恐れがある。
そして、本発明では、上記連続焼鈍した鋼板を630〜670℃の温度範囲まで2〜8℃/sの平均冷却速度で1次冷却する。本発明では、上記1次冷却温度を高くするか、非常に遅い速度で冷却するほど、フェライトが均一で、粗大化する傾向が高く、延性に有利である。また、1次冷却中に、微量ではあるがCがオーステナイト系に拡散する十分な時間を与えており、これは本発明において非常に意味がある。詳細に説明すると、2相域におけるCは常に流動的で、通常、C濃化度の高いオーステナイト系にCは拡散移動するが、温度が高いほど、時間が多いほど、拡散速度が増加する。従って、上記1次冷却温度が重要であり、630℃未満では温度が低すぎてCの拡散活動度が低いため、オーステナイト系に十分に拡散されず、フェライト内のC濃度が高くて延性の確保に不利である。また、670℃を超えると、上記した特性の側面では有利であるが、後続する冷却工程で過度に急冷が必要であるという問題が発生し得る。
そして、1次冷却速度を2〜8℃/秒に制限することが好ましい。これは、2℃/s未満では、冷却速度が遅すぎて生産性に問題があり、8℃/秒を超えると、オーステナイトにCが拡散する時間が足りないためである。
次に、本発明では、上記1次冷却した鋼板をMs+20℃〜Ms+50℃の温度範囲まで3〜10℃/sの平均冷却速度で2次冷却する。ここで、Msは下記関係式3で定義することができる。
[関係式3]
Ms(℃)=539−423C−30.4Mn−12.1Cr−17.7Ni−7.5Mo
(ここで、Ms:M相生成の理論式温度)
本研究によると、通常の溶融亜鉛めっき浴槽の温度範囲である440〜480℃を通過する前にマルテンサイト相が生成されると、最終的にマルテンサイト相が粗大化する傾向があって、低降伏比が得られない。従って、本発明では、上記2次冷却の温度範囲をMs+20℃〜Ms+50℃に制限し、当該温度条件で、可能な限り徐冷してマルテンサイト相の生成を抑制する必要がある。Ms+20℃未満の温度では、マルテンサイト相が生成される恐れがあり、Ms+50℃を超えると、冷却速度が却って高くなって後続するめっき浴槽に浸漬する前にマルテンサイト相が形成される可能性が高くなる。
一方、上記2次冷却時の冷却速度を3〜10℃/sに制限することが好ましい。これは、3℃/s未満では、マルテンサイト相は形成されないが、生産性に問題があり、10℃/sを超えると、全体的に通板速度が速くなって板の歪みなどの問題が発生する恐れがあるためである。
次いで、本発明では、上記2次冷却した鋼板を440〜480℃の温度範囲で溶融亜鉛めっき処理した後、Ms−100℃以下の温度まで4℃/s以上の平均冷却速度で冷却する。
本発明において、上記溶融亜鉛めっき処理は、通常の温度範囲である440〜480℃の温度域で2次冷却した鋼板をめっき浴(Pot)に浸漬することで行うことができる。本発明は、このような具体的な溶融亜鉛めっき処理条件に制限されるものではないが、上記2次冷却した鋼板を上記温度範囲のめっき浴に至るまでの平均冷却速度を4〜8℃/sの範囲にすることが好ましい。上記平均冷却速度を4〜8℃/s制御することで、めっき浴槽に至る前に鋼板にマルテンサイト組織を形成させないようにすることができる。具体的には、その冷却速度が4℃/s未満では、マルテンサイトは形成されないが、生産性が劣って適さず、8℃/sを超えると、粒内にマルテンサイトが一部形成されベイナイトも形成されて降伏強度が上昇し、延性が劣る恐れがある。
次いで、本発明では、表面に溶融亜鉛めっき処理された鋼板をMs−100℃以下の温度まで4℃/s以上の平均冷却速度で冷却することにより、最終段階で微細なマルテンサイトを有する溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。Ms−100℃より高い温度条件では、非常に速い冷却速度でない限り、微細なマルテンサイト相を得ることができないだけでなく、板状不良が発生する恐れがある。
従って、本発明では、Ms−100℃以下の温度まで4℃/s以上の平均冷却速度で冷却する。冷却速度が4℃/s未満では、冷却速度が遅すぎてマルテンサイトが粒界または粒内に不規則に形成される上、粒内に対する粒界のマルテンサイトの形成比が低くて低降伏比を有する鋼を製造することができず、また、生産性も悪くなる。
一方、本発明では、上述した溶融亜鉛めっき処理をした後、合金化のために通常の熱処理温度で再加熱処理をする。それから、最終的にMs−100℃以下の温度まで平均冷却速度4℃/秒以上で冷却することで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造することもできる。その他の条件は、上述した溶融亜鉛めっき鋼板と同様である。
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。
下記表1に示された鋼の組成成分を有する鋼スラブを設けた後、下記表2のような製造工程を利用して溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。下記表1における発明鋼1〜2及び4〜5は合金化溶融亜鉛鋼板(GA)の製造のために用いられ、発明鋼3と6は溶融亜鉛めっき鋼板(GI)の製造のために用いられた。また、下記表1における比較鋼1〜2はともに合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)の製造のために用いた。
上記のように製造された溶融亜鉛めっき鋼板の物性等を評価して下記表3に示した。このとき、本発明は、調質圧延を行わない状態で降伏比が0.57以下で、穴広げ性(HER)は80%以上の鋼板を製造することを目的とする。
このとき、それぞれの試験片に対する引張試験は、JIS規格を利用してC方向に施し、微細組織の分率は焼鈍処理された鋼板の板厚1/4t地点で基地組織を分析し、その結果を利用した。具体的には、マルテンサイト及びベイナイトは、まず、光学顕微鏡を用いてLepelar腐食により面積率を計算し、これを再びSEM(3000倍)を用いて観察した後、Count Point作業を通じて正確に測定した。
一方、素地鋼板の基地組織内のフェライトとマルテンサイト内のC、Mn濃度比は、集束イオンビーム(FIB、Focus Ion Beam)を用いてめっき層の表面から素地鉄内部の1/4tまで組織損傷なしにスパッタリング(sputtering)して切断した。次いで、これをTEMのEDS(Energy Dispersive Spectroscoy)分析法を用いて、Line及びPoint方式で各相に存在するC及びM濃度比を定量的に評価した。そして、穴広げ性(Hole expansion ratio)は、基本的にミーリング加工をして10mmの穴を形成した後、下部で円錐型パンチを利用して押し上げながら表層部のクラックが開始する時点で止めて初期穴の径に対するクラック発生前の径を比較してその比率を計算した。
Figure 2017509789
Figure 2017509789
Figure 2017509789
上記表1〜3に示したように、本発明の鋼の組成成分及び製造工程の条件を全て満たす発明例1〜7は、引張強度が450〜650MPaの範囲で、且つ、降伏比(YS/TS)が0.57以下であり、本発明の引張強度の範囲で穴広げ性が80%以上確保されることが分かる。
一方、図1は、本発明の発明例1に該当する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の素地鋼板の表層10μm以内と素地鋼板の厚さ1/4t地点のC、Mn濃度比を示したもので、TEMを用いてLine分析によるCPS(Count Point Sec)方式で分析したものである。図1に示したように、鋼板の厚さ1/4t地点に対する表層でのC、Mn濃度比が著しく減少することが分かる。図2は、素地鋼板の表層部及び中心部(1/4t)のC、Mn濃度比を示したもので、表層に対して1/4t地点のC+Mn濃度比が相対的に高いことが分かる。即ち、表層部と1/4t地点のC、Mn濃度比(単位CPS)の分析結果から分かるように、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は、素地鋼板の厚さ1/4tに比べて表層部のC、Mn濃度比が減少するが、これは炉内脱炭、脱マンガン反応により表層部のC、Mn濃度比が減少するためであり、また、めっき層にC、Mnが拡散されて表層部の濃度が低下するためである。これにより、素地鋼板の表層部の結晶粒の粗大化及びマルテンサイト相の減少のような表層部の軟質化が行われて、フェライトとマルテンサイト相間の硬度の差が低減するため、穴広げ性の改善効果をもたらすことができる。
図3は、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板の素地鋼板の表層部を含む10μm以内とみなされる表層部と中心部を拡大し、SEMを用いて組織を観察したもので、表層部のフェライト組織が粗大化し、特に、粒界のマルテンサイト相が著しく減少したことが分かる。
一方、図4は、図1の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の素地鋼板の表層部及び中心部(1/4t)地点のマルテンサイト相内のC、Mn濃度比を示したもので、マルテンサイト相内のC、Mn濃度比が表層部において小さいことが分かる。これは、1/4t地点に比べて表層部のマルテンサイト相内のC、Mn濃度比の低下はマルテンサイト相を形成するための駆動力の減少に繋がり、マルテンサイト相の生成を減少させる。また、マルテンサイト相内のC、Mn濃度比も相対的に減少して、同一のマルテンサイト相であっても表層部のマルテンサイト相が1/4t地点のマルテンサイト相に比べて軟質化し、フェライトとマルテンサイト相の硬さの偏差が減少することにより穴広げ性の改善効果を示すことができる。
これに対し、鋼の組成成分は本発明の範囲内であるが、製造工程の条件が本発明の範囲から外れた比較例1〜5は、素地鋼板の表層部のC、Mn濃度比が1/4t地点に比べて高いか、または表層部のマルテンサイト相内のC、Mn濃度比が1/4t地点に比べて高くて表層部の軟化が殆どないため、本発明で目的とする穴広げ性を確保することができなかった。
また、鋼の組成成分が本発明の範囲から外れた比較例6〜8も、素地鋼板の表層部のC、Mn濃度比が1/4t地点に比べて高いか、または表層部のマルテンサイト相内のC、Mn濃度比が1/4t地点に比べて高くて表層部の軟化が殆どないため、本発明で目的とする穴広げ性を確保することができなかった。
具体的には、鋼種4の比較例1の場合、昇温速度が低く、焼鈍温度も低いため、2相域の温度区間におけるオーステナイト含量が低く、結果的に最終組織でB分率が3%を超えることにより穴広げ性が足りなかった。
また、鋼種7、8の場合、Mn含量が基本的に少なく、Cr添加によってマルテンサイトを形成するが、素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以上であり、表層部の平均10μm以内の基地組織でのマルテンサイトの面積率(c)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイトの面積率(d)との比率(c/d)が0.8以上になり、結果的に穴広げ性を低下させた。即ち、鋼種7〜8に対して、焼鈍温度及び昇温速度などの工程条件を最適に適用しても、基本的に成分系が本発明の範囲から外れた場合には、目的とする穴広げ性が得られないことが分かる。このとき、C+Mn濃度の測定においては、透過電子顕微鏡(TEM)を用いてLine profileを基準にCPS(count per sec)法で上記成分がそれぞれの位置別に検出されるピーク(Peak)数を利用して分析した。
一方、比較例2は、焼鈍温度が本発明の範囲から外れた場合であって、オーステナイトは増加するが、降伏比が高くて穴広げ性が足りないことが分かる。
以上、実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更できることが理解できるであろう。

Claims (12)

  1. 素地鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層が形成されている溶融亜鉛めっき鋼板であって、
    前記素地鋼板は、
    重量%で、炭素(C):0.02〜0.08%、マンガン(Mn):1.3〜2.1%、シリコン(Si):0.3%以下(0%を除く)、クロム(Cr):1.0%以下(0%は除く)、リン(P):0.1%以下(0%を除く)、硫黄(S):0.01%以下(0%を除く)、窒素(N):0.01%以下(0%を除く)、アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.06%、モリブデン(Mo):0.2%以下(0%を除く)、ボロン(B):0.003%以下(0%を除く)、残部Fe及びその他不可避な不純物からなり、
    当該素地鋼板の微細組織は面積%で90%以上のフェライト、残部マルテンサイト及び下記関係式1によって定義される3%以下のベイナイトからなり、
    素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以下である、穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。
    [関係式1]
    B(%)={BA/(FA+MA+BA)}×100
    (ここで、FA:フェライトの占有面積、BA:ベイナイトの占有面積、MA:マルテンサイトの占有面積を示す。)
  2. 前記素地鋼板の表層部の平均10μm以内の基地組織におけるマルテンサイトの面積率(c)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイトの面積率(d)との比率(c/d)が0.8以下であることを特徴とする、請求項1に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。
  3. 前記素地鋼板の表層部の平均10μm以内のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(e)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(f)との比率(e/f)が0.95以下であることを特徴とする、請求項1に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。
  4. 前記素地鋼板の表層部の平均10μm以内のフェライト結晶粒の大きさ(g)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のフェライト結晶粒の大きさ(h)との比率(g/h)が1.2以上であることを特徴とする、請求項1に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。
  5. 請求項1から4に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の溶融亜鉛めっき層を合金化処理することにより製造される穴広げ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
  6. 重量%で、炭素(C):0.02〜0.08%、マンガン(Mn):1.3〜2.1%、シリコン(Si):0.3%以下(0%を除く)、クロム(Cr):1.0%以下(0%を除く)、リン(P):0.1%以下(0%を除く)、硫黄(S):0.01%以下(0%を除く)、窒素(N):0.01%以下(0%を除く)、アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.06%、モリブデン(Mo):0.2%以下(0%を除く)、ボロン(B):0.003%以下(0%を除く)、残部Fe及びその他不可避な不純物を含む鋼の組成成分を有する鋼スラブを設けた後、これを再加熱する工程と、
    前記再加熱した鋼スラブをAr3+50℃〜950℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延した後、450〜700℃で巻取する工程と、
    前記巻取した熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延し、その後、炉内雰囲気中の水素分圧の対数log(PH2O/PH2)を−4.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.0に制御しながら、前記冷延鋼板を560℃〜680℃の温度範囲まで4℃/s以上の平均昇温速度で1次昇温してから、760℃〜850℃の温度範囲まで2℃/s以下の平均昇温速度で2次昇温する連続焼鈍する工程と、
    前記連続焼鈍した鋼板を630〜670℃の温度範囲まで2〜8℃/sの平均冷却速度で1次冷却してから、Ms+20℃〜Ms+50℃の温度範囲まで3〜10℃/sの平均冷却速度で2次冷却する工程と、
    前記2次冷却した鋼板を440〜480℃の温度範囲で溶融亜鉛めっき処理した後、Ms−100℃以下の温度まで4℃/s以上の平均冷却速度で冷却する工程と、を含む、穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  7. 前記溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その微細組織が面積%で90%以上のフェライトと、残部のマルテンサイト及び下記関係式1によって定義される3%以下のベイナイトからなり、その表層部の平均10μm以内の基地組織内のC+Mn濃度(a)と素地鋼板の厚さ1/4t地点の基地組織内のC+Mn濃度(b)との比率(a/b)が0.7以下であることを特徴とする、請求項6に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
    [関係式1]
    B(%)={BA/(FA+MA+BA)}×100
    (ここで、FA:フェライトの占有面積、BA:ベイナイトの占有面積、MA:マルテンサイトの占有面積を示す。)
  8. 前記溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その表層部の平均10μm以内の基地組織におけるマルテンサイトの面積率(c)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイトの面積率(d)との比率(c/d)が0.8以下であることを特徴とする、請求項6に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  9. 前記溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その表層部の平均10μm以内のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(e)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のマルテンサイト相内のC+Mnの濃度(f)との比率(e/f)が0.95以下であることを特徴とする、請求項6に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  10. 前記溶融亜鉛めっき鋼板をなす素地鋼板は、その表層部の平均10μm以内のフェライト結晶粒の大きさ(g)と素地鋼板の厚さ1/4t地点のフェライト結晶粒の大きさ(h)との比率(g/h)が1.2以上であることを特徴とする、請求項6に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  11. 前記水素分圧の対数log(PH2O/PH2)が−3.0≦log(PH2O/PH2)≦−2.5を満たすことを特徴とする、請求項6に記載の穴広げ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  12. 前記溶融亜鉛めっき処理した後、合金化熱処理を行う工程を含む、請求項6から11のいずれか1項に記載の穴広げ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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